Java 开发模式-----单例模式-优快云博客

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Java设计模式

Java中的设计模式共有23种
创建型模式：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式；
结构型模式：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式；
行为型模式：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式；
其它：并发型模式和线程池模式；

基本概念：

　java中单例模式是一种常见的设计模式，单例模式分三种：懒汉式单例、饿汉式单例、登记式单例三种。
　这里只讲常用的懒汉模式和饿汉模式。
　
引入：
  设想如果把Java的构造方法弄成private，那里面的成员属性是不是只有通过static来访问呢；如果构造方法是private的话，那么有什么好处呢；如果构造方法是private的话，会不更好的封装该类呢？构造函数弄成private 就是单例模式，即不想让别人用new 方法来创建多个对象，可以在类里面先生成一个对象，然后写一个public static方法把这个对象return出去。这就是传说中的单例模式。

 单例模式确保某个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。在计算机系统中，线程池、缓存、日志对象、对话框、打印机、显卡的驱动程序对象常被设计成单例。这些应用都或多或少具有资源管理器的功能。就好像老婆只能有一个一样，这就是单例模式

单例模式有一下特点：
　　1、单例类只能有一个实例。
　　2、单例类必须自己自己创建自己的唯一实例。
　　3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

代码分析：

饿汉模式

//饿汉式单例类.在类初始化时，已经自行实例化   
public class Singleton1 {  
    private Singleton1() {}  
    private static final Singleton1 single = new Singleton1();  
    //静态工厂方法   
    public static Singleton1 getInstance() {  
        return single;  
    }  
}

饿汉模式在类创建的同时就已经创建好一个静态的对象供系统使用，所以显得比较急才叫饿汉模式。不管调用多少次这个对象不再改变，所以天生是线程安全1的。

懒汉模式

//懒汉式单例类.只有在第一次调用的时候才实例化自己   
public class Singleton {  
    private Singleton() {}  
    private static Singleton single=null;  
    //静态工厂方法   
    public static Singleton getInstance() {  
         if (single == null) {    
             single = new Singleton();  
         }    
        return single;  
    }  
}

懒汉式单例的实现没有考虑线程安全问题，它是线程不安全的，并发环境下很可能出现多个Singleton实例，要实现线程安全，有以下三种方式，都是对getInstance()这个方法改造，保证了懒汉式单例的线程安全。

1、在getInstance方法上加同步

public static synchronized Singleton getInstance() {  
         if (single == null) {    
             single = new Singleton();  
         }    
        return single;  
}

2、双重检查锁定

public static Singleton getInstance() {  
        if (singleton == null) {    
            synchronized (Singleton.class) {    
               if (singleton == null) {    
                  singleton = new Singleton();   
               }    
            }    
        }    
        return singleton;   
    }

3、静态内部类

//既实现了线程安全，又避免了同步带来的性能影响。
public class Singleton {    
    private static class LazyHolder {    
       private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();    
    }    
    private Singleton (){}    
    public static final Singleton getInstance() {    
       return LazyHolder.INSTANCE;    
    }    
}

饿汉式和懒汉式区别

1、线程安全：

      饿汉式天生就是线程安全的，可以直接用于多线程而不会出现问题，
      懒汉式本身是非线程安全的，为了实现线程安全有几种写法，分别是上面的1、2、3，这三种实现在资源加载和性能方面有些区别。

2、资源加载和性能：

   饿汉式在类创建的同时就实例化一个静态对象出来，不管之后会不会使用这个单例，都会占据一定的内存，但是相应的，在第一次调用时速度也会更快，因为其资源已经初始化完成，

   懒汉式顾名思义，会延迟加载，在第一次使用该单例的时候才会实例化对象出来，第一次调用时要做初始化，如果要做的工作比较多，性能上会有些延迟，之后就和饿汉式一样了。

   至于懒汉式这三种实现又有些区别，

   第1种，在方法调用上加了同步，虽然线程安全了，但是每次都要同步，会影响性能，毕竟99%的情况下是不需要同步的，

   第2种，在getInstance中做了两次null检查，确保了只有第一次调用单例的时候才会做同步，这样也是线程安全的，同时避免了每次都同步的性能损耗

   第3种，利用了classloader的机制来保证初始化instance时只有一个线程，所以也是线程安全的，同时没有性能损耗，所以一般我倾向于使用这一种。